2020版高考物理(全国通用)能力提升练习题第8章 恒定电流第八章 微专题58

[方法点拨](1)可从闭合电路电势升高、降低角度理解闭合电路欧姆定律.(2)较复杂电路可由各节点电势的高低判定各支路中电流方向，判断电路串、并联结构.1.(多选)(2018·四川省成都市一诊)如图1所示的电路中，电源电动势E＝4 V，内阻r＝1 Ω，定值电阻R0＝1 Ω，R为滑动变阻器，电容器的电容C＝40 μF.闭合开关S，下列说法中正确的是()图1A.将R的阻值调至2 Ω时，电容器的电荷量为8×10－5 CB.将R的阻值调至2 Ω时，滑动变阻器的功率为最大值C.将R的阻值调至2 Ω时，电源的输出功率为最大值D.在R的滑动触头P由左向右移动的过程中，电容器的电荷量增加2.(多选)电子眼系统通过路面下埋设的感应线来感知汽车的压力，感应线是一个压电薄膜传感器，压电薄膜在受压时两端产生电压，压力越大电压越大.压电薄膜与电容器C、电阻R 组成图2甲所示的回路，红灯亮时，如果汽车的前、后轮先后经过感应线，回路中产生两个脉冲电流，如图乙所示，即视为“闯红灯”，电子眼拍照.则红灯亮时()图2A.车轮停在感应线上时电阻R上有恒定电流B.车轮经过感应线的过程中，电容器先充电后放电C.车轮经过感应线的过程中，电阻R上的电流先增大后减小D.汽车前轮刚越过感应线，又倒回到线内，仍会被电子眼拍照3.如图3所示，电源电动势为E，内电阻为r.两电压表可看成是理想电表，当闭合开关，将滑动变阻器的滑片由右端向左端滑动时，下列说法中正确的是()图3A.小灯泡L1、L2均变暗B.小灯泡L1变亮，V1表的读数变大C.小灯泡L2变亮，V2表的读数不变D.小灯泡L1变暗，V1表的读数变小4.(多选)(2018·河南省郑州市一模)如图4所示电路中，电源的电动势为E，内阻为r，定值电阻的阻值R1＝r，当滑动变阻器R2的滑片向右滑动过程中，理想电流表A1、A2的示数变化量的绝对值分别为ΔI1、ΔI2，理想电压表示数变化量的绝对值为ΔU，下列说法正确的是()图4A.电压表V的示数减小B.电流表A1、A2的示数均减小C.ΔU与ΔI1的比值等于电源内阻rD.电源的输出功率逐渐增大5.(多选)如图5甲所示的电路中，不计电表内阻的影响，改变滑动变阻器的滑片位置，测得电压表V1和V2随电流表A的示数变化的实验图象如图乙所示，则下列说法正确的是()图5A.图线a是电压表V1的示数与I的关系图线B.图线b的延长线一定过坐标原点OC.图线a、b的交点的横、纵坐标值的乘积等于电阻R0消耗的瞬时功率D.图线a、b的交点的横、纵坐标值的乘积等于电源的瞬时输出功率6.(多选)(2018·湖北省黄冈市模拟)在如图6所示的电路中，闭合开关S ，当滑动变阻器的滑动触头P 向下滑动时，四个理想电表的示数都发生变化，电表的示数分别用I 、U 1、U 2和U 3表示，电表示数变化量的大小分别用ΔI 、ΔU 1、ΔU 2和ΔU 3表示.下列说法正确的是( )图6A.U 1I 不变，ΔU 1ΔI不变 B.U 2I 变大，ΔU 2ΔI 变大 C.U 2I 变大，ΔU 2ΔI 不变 D.U 3I 变大，ΔU 3ΔI不变 7.(多选)(2019·山东省菏泽一中质检)某温度检测、光电控制加热装置原理如图7所示.图中R T 为热敏电阻(其阻值随温度升高而减小)，用来探测加热电阻丝R 的温度，R G 为光敏电阻(其阻值随光照强度增大而减小)，接收小灯泡L 的光照.除R T 、R G 外，其他电阻均为定值电阻(虚线框内两元件距离很近).当R 处温度升高时( )图7A.L 变亮B.通过R 3的电流减小C.E 2的路端电压增大D.R 消耗的功率减小8.(多选)(2018·湖北省襄阳五中质检)在如图8所示的电路中，电源的电动势为E ，内阻为r ，灯泡L 的电阻大于电源的内阻r .闭合开关S ，在滑动变阻器的滑片由a 向b 移动的过程中，下列各物理量的变化情况正确的是( )图8A.电流表的读数减小B.灯泡L 变亮C.电源输出功率先减小后增大D.电压表的读数先增大后减小9.(2019·湖北省荆门市元月调考)电阻非线性变化的滑动变阻器R2接入图9甲的电路中，移动滑动变阻器触头改变接入电路中的长度x(x为图中a与触头之间的距离)，定值电阻R1两端的电压U1与x间的关系如图乙，a、b、c为滑动变阻器上等间距的三个点，当触头从a 移到b和从b移到c的这两过程中，下列说法正确的是()图9A.电流表A示数变化不相等B.电压表V2的示数变化相等C.电阻R1的功率变化相等D.电源的输出功率不断增大10.(多选)(2018·河南省洛阳市统考)如图10所示，直线a、抛物线b和c为某一稳恒直流电源在纯电阻电路中的总功率P E、输出功率P R、电源内部发热功率P r随路端电压U变化的图象，但具体对应关系未知，根据图象可判断()图10A.P E－U图象对应图线a，由图知电动势为9 V，内阻为3 ΩB.P r－U图象对应图线b，由图知电动势为3 V，内阻为1 ΩC.P R－U图象对应图线c，图象中任意电压值对应的功率关系为P E＝P r＋P RD.外电路电阻为1.5 Ω时，输出功率最大，为2.25 W11.(2018·上海市黄浦区一模)如图11所示电路，已知R3＝4 Ω，闭合开关，电流表读数为0.75 A，电压表读数为2 V.经过一段时间，一个电阻被烧坏(断路)，使电流表读数变为0.8 A，电压表读数变为3.2 V，问：图11(1)哪个电阻发生断路故障？(2)R1的阻值是多少？(3)能否求出电源电动势E和内阻r？如果能，求出结果；如果不能，说明理由.答案精析1.AB [将R 的阻值调至2 Ω，R 的两端的电压为4 V R 总×2 Ω＝2 V ，根据公式Q ＝CU ，代入数据解得电容器的电荷量为8×10－5 C ，故A 正确；根据公式P ＝I 2R ，可知滑动变阻器的功率P ＝( 4 V R ＋2 Ω)2·R ，可知当R ＝2 Ω时，R ＋4R 最小，则P 最大，故B 正确；电源的输出功率P ＝I 2R 外＝( 4 V R ＋2 Ω)2·(R ＋1 Ω)＝16(R ＋1)(R ＋2)2 W ＝16(R ＋1)＋1R ＋1＋2W ，当R ＝0时，电源输出功率最大，故C 错误；在R 的滑动触头P 由左向右移动的过程中，其接入电路的电阻减小，滑动变阻器两端的电压减小，电容器两极板间电压减小，电容器的电荷量减小，故D 错误.]2.BD [车轮停在感应线上时，压力不变，则电压不变，电容器不充电，也不放电，电阻R 上没有电流，A 项错误；由题图乙可知，当车轮经过时电流先增大后减小，然后再反向增大再减小；因电压是在受压时产生的，故说明电容器先充电后放电，B 项正确，C 项错误；若汽车前轮越过感应线，又倒回到线内，则前轮两次压线，仍形成两个脉冲电流，符合拍照条件，电子眼仍可拍照，D 项正确.]3.D [由题图知：滑动变阻器与灯泡L 1并联，再与灯泡L 2串联.V 1表测量路端电压，V 2表测量灯泡L 2两端的电压.将滑动变阻器的滑片由右端向左端滑动时，滑动变阻器接入电路的电阻变小，滑动变阻器与灯泡L 1并联的电阻变小，外电路总电阻减小，路端电压减小，V 1表的读数变小.由闭合电路欧姆定律可知，流过电源的电流增大，灯泡L 2变亮，电压表V 2读数变大.灯泡L 1的电压U 1＝E －I (r ＋R L2)减小，灯泡L 1变暗，故A 、B 、C 错误，D 正确.]4.BD [当滑动变阻器R 2的滑片向右滑动时，滑动变阻器接入电路的电阻增大，外电路总电阻增大，则总电流减小，所以电流表A 2的示数减小.根据闭合电路欧姆定律可知，并联部分电压增大，即电压表V 的示数增大.根据并联电路的电流规律I 2＝I 1＋I ，A 2的示数I 2变小，通过定值电阻R 1的电流I 增大，则A 1的示数I 1变小，故A 错误，B 正确；I 2的减小量＝I 1的减小量－I 的增大量，所以ΔI 1一定大于ΔI 2.电压表测量路端电压，根据闭合电路欧姆定律得U ＝E －I 2r ，可以知道ΔU ΔI 2＝r ，而ΔI 1大于ΔI 2，所以ΔU ΔI 1＜r ，故C 错误；因为定值电阻的阻值R 1＝r ，所以R 1和R 2并联后的电阻小于r ，当滑动变阻器的滑片向右滑动时，外电阻增大，电源的输出功率增大，D 正确.]5.BCD [当电路中电流增大时，电压表V 1的示数增大，电源的内电压增大，电压表V 2的读数减小，则根据图象可知，图线a 是电压表V 2的示数与I 的关系图线，故A 错误；由以上分析知，图线b 是电压表V 1的示数与I 的关系图线，由于V 1测量的是定值电阻的电压，定值电阻的电压与电流成正比，则图线b 的延长线一定过坐标原点O ，故B 正确；图线a 反映电源的特性，图线b 反映定值电阻的特性，两图线的交点表示定值电阻接在该电源上的工作状态，则交点的横、纵坐标值的乘积等于该状态下定值电阻消耗的瞬时功率，也就是电源的瞬时输出功率，故C 、D 正确.]6.ACD [根据欧姆定律得知，U 1I ＝ΔU 1ΔI＝R 1，当滑动变阻器的滑动触头P 向下滑动时，R 1恒定不变，所以U 1I 、ΔU 1ΔI 均不变，故A 正确；U 2I＝R 2，当滑动变阻器的滑动触头P 向下滑动时，R 2变大，故U 2I 变大，根据闭合电路欧姆定律得U 2＝E －I (R 1＋r )，则有ΔU 2ΔI＝R 1＋r ，不变，故B 错误，C 正确；U 3I＝R 1＋R 2，变大，根据闭合电路欧姆定律得U 3＝E －Ir ，则有ΔU 3ΔI＝r ，不变，D 正确.] 7.AD [当R 处温度升高时，R T 阻值变小，小灯泡L 中的电流变大，L 变亮，所以光照强度增大，R G 阻值变小，通过R 2的电流变大，E 2的路端电压变小，R 两端电压变小，通过R 的电流也变小，R 消耗的功率变小，通过R 3的电流变大，故A 、D 正确.]8.CD [电流表测量的是滑动变阻器右半部分电阻上的电流，在滑动变阻器的滑片P 由a 向b 移动的过程中，电路的总电阻先增大后减小，根据闭合电路欧姆定律分析可以知道，电路中的总电流先减小后增大，可知电流表的读数先减小后增大，灯泡L 先变暗后变亮，路端电压先增大后减小，A 、B 错误，D 正确；因为灯泡L 的电阻大于电源的内阻r ，外电路的总电阻先增大后减小，所以电源输出功率先减小后增大，故C 正确.]9.B10.BC [总功率P E ＝EI ＝E ·E －U r ＝－E r U ＋E 2r，可以知道P E －U 图象对应图线a .由数学知识得知，图线a 的斜率k ＝－E r ＝－93 A ＝－3 A ；当U ＝0时，P E ＝E 2r＝9 W ，联立计算得出E ＝3 V ，r ＝1 Ω，故A 错误；P r ＝(E －U )2r，由数学知识可知，P r －U 图象对应图线b ，故B 正确；根据功率分配关系可得P E ＝P r ＋P R ，则P R ＝P E －P r ＝－1r U 2＋E rU ，由数学知识可知，P R －U 图象对应图线c ，故C 正确；当内阻与外电路电阻相等时，电源的输出功率最大，即当外电路电阻为1 Ω时输出功率最大，最大输出功率为P m ＝(12E )2R ＝E 24r ＝324×1W ＝2.25 W ，故D 错误. ]11.(1)R 2断路 (2)4 Ω (3)只能求出电源电动势E ，不能求出内阻r ，E ＝4 V 理由见解析 解析 (1)由于发生故障后，电压表和电流表有示数且增大，说明R 1、R 3、R 4未断路，故只能是R 2断路.(2)R 2被烧坏后，电压表的示数等于电阻R 1两端的电压，则R 1＝U 1′I 1′＝3.20.8Ω＝4 Ω.(3)R 2断路前，电阻R 3两端的电压为U 3＝I 1R 1－U 1＝0.75×4 V －2 V ＝1 V ，通过电阻R 3的电流为I 3＝U 3R 3＝14A ＝0.25 A ，根据闭合电路欧姆定律得E ＝I 1R 1＋(I 1＋I 3)(R 4＋r )＝3 V ＋(R 4＋r )；R 2断路后，有E ＝U 1′＋I 1′(R 4＋r )＝3.2 V ＋0.8(R 4＋r )，解得E ＝4 V ，R 4＋r ＝1 Ω，由于R 4未知，故只能求出电源电动势E ，而不能求出内阻r .。